CN105236879A - 一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆及使用方法 - Google Patents

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刘毅
曾文波
郭二飞
杨旭
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Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆及使用方法。本发明由普通硅酸盐水泥、地聚合物、磷渣粉、化学激发剂、纤维素醚、乳胶粉、葡萄糖酸钠和河砂制备而成。本发明不仅具有良好的施工性能，同时具有保水性好、粘聚性好、强度发展好、收缩小、不开裂等特性。本发明可充分利用地聚合物和磷渣粉，提高地聚合物和磷渣粉的附加价值，同时降低砌筑砂浆的生产成本，且其配制方法简单，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆及使用方法
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆及使用方法。
背景技术
地聚合物主要以煤系高岭土、粉煤灰、矿物废渣、煤矸石等固体废弃物为原料制备而成，由共用氧交替键合的[SiO4]4-和[AlO4]5-四面体组成的三维网络结构构成。地聚合物具有早期强度高，凝结时间快的特点，采用改进的工艺制备的地聚合物材料，其抗压强度可达(32-60)MPa。通常在成型硬化的前4h，地聚合物所获得的强度即可达最终强度的70%。
地聚合物水化过程中不存在硅酸钙的水化反应，其最终产物主要是以共价键为主的三维网络凝胶体，与骨料界面结合紧密，与水泥基材料相比，当抗压强度相同时，地聚合物具有更高的抗折强度；同时，地聚合物具有良好的热稳定性，其耐火度可达l000℃，具有良好的防火性能；此外，地聚合物可以完全避免普通水泥因金属离子迁移与骨料反应而引起的碱集料反应，具有良好的耐久性。
磷渣是高温电炉提炼黄磷过程中排放的一种工业废渣，主要以玻璃体形式存在，而且其主要化学组分与矿粉和粉煤灰相似，都是SiO2、CaO和Al2O3等化合物，磨细的磷渣具有一定的潜在活性，作为混合材使用时可以弥补胶凝体系后期强度差的缺陷。而且磷渣粉中含有的P2O5能引起胶凝体系的缓凝，抑制了水泥的早期水化，使得晶体“生长发育”得更好，水化产物的质量提高，因而胶凝体系硬化浆体后期的结构更加紧密，内部孔隙率下降。
发明内容
本发明的目的在于配制一种成本低、工作性好、保水性好、粘聚性好、强度发展好、收缩小、不开裂的掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，本发明产品分利用地聚合物和磷渣粉，提高地聚合物和磷渣粉的附加价值，且其配制方法简单，生产成本低廉，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明提出的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，由普通硅酸盐水泥、地聚合物、磷渣粉、化学激发剂、纤维素醚、乳胶粉、葡萄糖酸钠和河砂组成，各组分的重量比为：
普通硅酸盐水泥100
地聚合物20-40
磷渣粉20-50
化学激发剂8-14
纤维素醚0.06-0.14
乳胶粉2-5
葡萄糖酸钠0.15-0.25
河砂350-450
当所述组分为溶液时，其重量比为折固后的重量比；
其中：所述地聚合物为高钙粉煤灰基地聚合物。高钙粉煤灰的比表面积为410m2/kg，Al2O3质量分数为17.00%，SiO2质量分数为40.20%，CaO质量分数为13,60%，Fe2O3质量分数为6.02%，Na2O质量分数为1.45%，MgO质量分数为1.51%，K2O质量分数为1.70%，其他物质含量为18.52%。将高钙粉煤灰与上述化学激发剂共同搅拌，经注模成型、脱模和养护工序后即可制得所需地聚合物。
本发明中，各组份较佳的重量比为：
普通硅酸盐水泥100
地聚合物25-35
磷渣粉30-40
化学激发剂10-12
纤维素醚0.08-0.12
乳胶粉3-4
葡萄糖酸钠0.15-0.20
河砂380-420
在上述配合比中，当所述组分为溶液时，其重量比为折固后的重量比。
本发明中，所述普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或52.5级普通硅酸盐水泥中的一种。
本发明中，所述磷渣粉平均粒径为(30-40)μm，其氮吸附测定的比表面积为(350-400)m2/kg，质量系数K为1.3-1.4。
本发明中，所述化学激发剂由电渣石、硅酸钠、氢氧化钠、脱硫石膏和硫酸铝按照1:1:0.75:0.75:0.5:0.5的质量比配制而成。
本发明中，所述纤维素醚为羟甲基丙基纤维素谜，其粘度为10,000mPa·s。
本发明中，所述乳胶粉为瓦克8031H乳胶粉。
本发明中，所述葡萄糖酸钠为工业品。
本发明中，所述河砂为中砂，细度模数为2.4-2.8，堆积密度为(1350-1550)kg/m3。
本发明提出的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆的制备方法，具体步骤如为：按照上述质量比例称取硅酸盐水泥、地聚合物、磷渣粉、化学激发剂、纤维素醚、乳胶粉、葡萄糖酸钠和河砂，通过机械搅拌，充分混合至匀质状态，即得所需产品。
本发明提出的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆的使用方法，具体步骤为：准确称取掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆和水，先将水加入搅拌机，随着搅拌叶片的转动，将掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆均匀投入搅拌机，搅拌均匀后即可施工。加水量为本发明材料重量的10%-18%。
本发明产品为一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特点如下：
1.本发明中，普通硅酸盐水泥、地聚合物和磷渣粉作为胶凝材料，纤维素醚和乳胶粉作为砂浆保水增稠材料，葡萄糖酸钠作为调凝组分，河砂作为集料，化学激发剂用来激发地聚合物和磷渣粉的活性。
2.本发明中，所述地聚合物为高钙基地聚合物，由共用氧交替键合的[SiO4]4-和[AlO4]5-四面体组成的三维网络结构构成。其具有早期强度高，凝结时间快的特点，因而可以显著提高胶凝体系的早期强度；此外，地聚合物的水化产物主要是以共价键为主的三维网络凝胶体，与骨料界面结合紧密，可有效改善传统硅酸盐水泥胶凝体系的界面结合能力。
3.本发明中，所述磷渣粉的成分和矿渣粉相似，其中SiO2、CaO和Al2O3总含量约达90%，主要以硅酸盐的玻璃体形式存在，其平均粒径为(30-40)μm左右，所以具有一定的潜在火山灰活性，可以有效改善胶凝体系后期强度差的缺陷，保证强度的持续发展。
3.本发明的砌筑砂浆中硅酸盐水泥、地聚合物以及磷渣粉三种胶凝材料配合使用，可以达到优势互补的效果：利用地聚合物改善胶凝体系的早期强度；而利用磷渣粉弥补胶凝体系后期强度差的缺陷，从而保证胶凝体系的结构不断完整，强度持续发展，进而抑制了砂浆的收缩和开裂。
4.本发明中，所述化学激发剂充分利用碱激发、碱式盐激发和硫酸盐激发的复合激发作用来激发地聚合物和磷渣粉的活性。
本发明为一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，具有成本低廉，施工性能、力学性能和耐久性好，收缩小等优势。本发明充分利用地聚合物和磷渣粉，取材容易，使本发明具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明：本实施例在以本发明技术方案前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程。
实施例1，一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，地聚合物20，磷渣粉20，化学激发剂8，纤维素醚0.06，乳胶粉2，葡萄糖酸钠0.15，河砂350的重量比配制而成。按砂浆总干重量的10%加水搅拌均匀，即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例2，一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，按52.5级普通硅酸盐水泥100，地聚合物40，磷渣粉50，化学激发剂14，纤维素醚0.14，乳胶粉5，葡萄糖酸钠0.25，河砂450的重量比配制而成。按砂浆总干重量的18%加水搅拌均匀，即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例3，一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，按42.5级普通硅酸盐水泥100，地聚合物25，磷渣粉30，化学激发剂10，纤维素醚0.08，乳胶粉3，葡萄糖酸钠0.15，河砂380的重量比配制而成。按砂浆总干重量的14%加水搅拌均匀，即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例4，一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，按52.5级普通硅酸盐水泥100，地聚合物35，磷渣粉40，化学激发剂12，纤维素醚0.12，乳胶粉4，葡萄糖酸钠0.20，河砂420的重量比配制而成。按砂浆总干重量的16%加水搅拌均匀，即得所需产品。性能测试结果见表1。
表1实施例性能测试结果

Claims (10)

1.一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于由硅酸盐水泥、化学激发剂、地聚合物、磷渣粉、纤维素醚、乳胶粉、葡萄糖酸钠和河砂组成，各组分的重量比为：
普通硅酸盐水泥100
地聚合物20-40
磷渣粉20-50
化学激发剂8-14
纤维素醚0.06-0.14
乳胶粉2-5
葡萄糖酸钠0.15-0.25
河砂350-450
当所述组分为溶液时，其重量比为折固后的重量比；
所述地聚合物为高钙粉煤灰基地聚合物，高钙粉煤灰的比表面积为410m2/kg，Al2O3质量分数为17.00%，SiO2质量分数为40.20%，CaO质量分数为13,60%，Fe2O3质量分数为6.02%，Na2O质量分数为1.45%，MgO质量分数为1.51%，K2O质量分数为1.70%，其他物质含量为18.52%，将高钙粉煤灰与上述化学激发剂共同搅拌，经注模成型、脱模和养护工序后即可制得所需地聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于各组份较佳的重量比为：
普通硅酸盐水泥100
地聚合物25-35
磷渣粉30-40
化学激发剂10-12
纤维素醚0.08-0.12
乳胶粉3-4
葡萄糖酸钠0.15-0.20
河砂380-420
在上述配合比中，当所述组分为溶液时，其重量比为折固后的重量比。
3.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于所述化学激发剂由电渣石、硅酸钠、氢氧化钠、脱硫石膏和硫酸铝按照1:1:0.75:0.75:0.5:0.5的质量比配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于所述普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或52.5级普通硅酸盐水泥中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于所述磷渣粉平均粒径为(30-40)μm，其氮吸附测定的比表面积为(350-400)m2/kg，质量系数K为1.3-1.4。
6.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于所述纤维素醚为羟甲基丙基纤维素谜，其粘度为10,000mPa·s。
7.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于乳胶粉为瓦克8031H乳胶粉。
8.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于葡萄糖酸钠纯度为工业品。
9.根据权利要求1所述的一种掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆，其特征在于河砂为中砂，细度模数为2.4-2.8，堆积密度为(1350-1550)kg/m3。
10.一种如权利要求1所述的掺加地聚合物和磷渣粉的砌筑砂浆的使用方法，其特征在于使用时加水量为砌筑砂浆总质量的10%-18%，机械搅拌均匀后即可进行施工。
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